显微白皮书 | 半导体/晶圆检测指南

为什么半导体检测需要显微镜？

在半导体制造、晶圆加工与电子器件生产过程中，显微镜是 质量控制（QC）、工艺监控（Process Control）和失效分析（Failure Analysis） 的核心工具。

显微检测可帮助工程师识别：

• 表面缺陷（defects）：划痕、凹坑、晶体缺陷
• 污染物（contaminants）：颗粒、残留物、金属污染、有机污染
• 光刻与图案化问题：光刻胶残留、曝光不均、对准错误
• 晶圆边缘缺陷：崩边、裂纹
• 键合、封装异常

这些因素会直接影响 良率（yield）、可靠性（reliability）和寿命（lifetime），因此显微镜成为晶圆厂、封测厂、材料实验室的必备设备。

如果你看到如下异常，你就需要显微检测

典型视觉异常包括：

• 不规则颗粒与微粒污染
• 表面划痕 / 摩擦痕迹
• 光刻残胶与光刻缺陷
• 图案边缘粗糙（LER）
• 金属层开路、短路风险
• 裂纹、崩边、晶圆碎片

这些都属于 需放大观察 + 需测量的检测场景。

如果你听到如下这些场景，显微镜同样适用

涉及半导体前道与后道流程的关键词包括：
铸锭制备、晶片（裸片）、掺杂、热处理、光刻（photolithography）、掩膜、蚀刻、旋涂、对准、图案化（patterning）、光刻胶残留、芯片结构分析。

适用行业包括：

• 太阳能电池
• 显示器（LED、OLED、MicroLED）
• FPGA、ASIC、IC 芯片制造
• 晶圆厂、洁净室

半导体与晶圆检测的三大核心应用需求

• 检测（Visual Inspection）

肉眼或光学系统观察样品表面状况，用于：

• Pass/Fail 判定
• 缺陷与颗粒识别
• 与参考标准或历史数据对比

检测 + 测量（Inspection with Measurement）

除了识别，还需进行：

• 尺寸测量（长宽、高度、角度、电极尺寸）
• 缺陷大小与分布定量
• 工艺窗口评估

荧光检测（Fluorescence Detection）

用于识别 有机污染物，例如：

• 光刻胶残留
• 有机物残留
• 难以在明场中观察的微污染

荧光检测可强化对污染物的显影能力，是洁净度与工艺监控的重要手段。

使用者群体：适用于任何技能等级

无论操作人员技能等级如何，光学显微检测均是易于部署的标准化方法。

典型用户包括：

• 生产经理、产线工程师、班组长
• QA/QC 经理、QC 工程师、检测技术员
• 研发工程师（R&D）、工艺工程师（PE）
• 失效分析工程师（FAE）

徕卡的半导体 / 晶圆检测解决方案

下面按晶圆尺寸与应用复杂度进行分类，便于选型。

1. 小尺寸样品（≤ 4 英寸）

推荐型号：DM2700 M

• 手动检查小尺寸样品
• 适用于日常 QC、快速失效排查

2. 小尺寸样品（≤ 4 / 6 英寸）

推荐型号：DM4 M（编码显微镜）

• 具备编码功能，自动记录观察参数
• 提升重复性与可追溯性

3. 完全可重复的 DIC（微结构增强）

推荐型号：DM6 M

• 适用于需要特别检查微结构细节的工艺节点
• 手动台也可支持 4/6 英寸样品

4. 大尺寸样品与 8 英寸晶圆

推荐型号：DM8000 M

• 手动 / 自动两用
• 适合晶圆厂常规质检与工艺监控

5. 最大支持到 12 英寸晶圆

推荐型号：DM12000 M

• 适用于 12 英寸以下晶圆的自动化检查需求
• 支持重复性、高对比度成像与高 NA 物镜

6. 更多可组合的显微检测产品

6.1 编码体视显微镜

M125 C / M205 C

• 适用于多层级、立体结构观察
• 高景深、高对比度

6.2 一体化数码显微镜

Emspira 3

• 集成测量、记录、注释
• 工厂一线检查即开即用

6.3 高级数码显微镜（2D/3D）

DVM6

• 适用于复杂表面结构与深度分析
• 支持 3D 高度图与结构分析

为什么选择徕卡显微系统？

• 高可靠性光学系统
• 丰富的半导体与晶圆检测经验
• 多种成像模式（明场、暗场、偏光、DIC、荧光）
• 支持自动化与数字化工作流程
• 全球服务网络与专业应用支持

徕卡显微咨询电话：400-630-7761

关于徕卡显微系统

徕卡显微系统起源于 19 世纪德国维兹拉（Wetzlar），拥有超过 170 年光学设计与显微成像历史，是全球领先的显微解决方案供应商。

公司业务覆盖：

• 生命科学与研究显微
• 工业显微与材料分析
• 手术显微与医疗治疗

徕卡在欧洲、亚洲、北美设有 7 个研发中心与 6 个生产基地，并在全球二十多个国家设有销售与技术支持团队。